Verfahren zum thermischen Zersetzen von Abfallmaterial sowie Wirbelbettreaktor zur Durchführung des Verfahrens

Abstract

 Bei der thermischen Zersetzung von Kunststoffabfällen in einem Pyrolyse-Wirbelbettreaktor (10) wird das Abfallma­terial durch einen Zufuhrkanal (22, 42), der mit einer Gleitschicht ausgekleidet ist oder der eine glatte, gleitfreudige Wand aus Stahl aufweist, dem Wirbelbettre­aktor (10) zugeführt. Gleichzeitig wird der Py­rolyserückstand, der durch einen Abfuhrkanal (68) aus dem Wirbelbettreaktor (10) abgeführt wird, im Abfuhrka­nal (68) durch das Einblasen eines Gases aufgelockert.
Durch diese Maßnahmen wird ein störungsfreier Material­fluß erreicht und die Betriebssicherheit der Anlage er­höht.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum thermischen Zersetzen von Kohlenwasserstoffe enthaltendem Abfallma­terial, insbesondere Kunststoff- und/oder Gummiabfälle enthaltendem Abfallmaterial, in einem Wirbelbett-Pyro­lysereaktor, wobei der Pyrolysereaktor unter Verwendung mindestens eines von oben nach unten verlaufenden Zu­fuhrkanals mit dem Abfallmaterial beschickt wird, und der Pyrolyserückstand unter Verwendung mindestens eines von oben nach unten verlaufenden Abfuhrkanals aus dem Pyrolysereaktor entfernt wird. Weiter betrifft die Er­findung einen Wirbelbett-Pyrolysereaktor zur Durchfüh­rung des Verfahrens.

[0002] Die Sicherheit eines Verfahrens der eingangs genannten Art hängt zu einem nicht geringen Teil ab von einer kon­tinuierlichen und störungsfreien Zufuhr des Abfallmate­rials zum Pyrolysereaktor sowie von einer störungsfreien Abfuhr des Pyrolyserückstands aus dem Pyrolysereaktor.

[0003] Obwohl für den Transport der vorgenannten Materialien oft Schneckenförderer eingesetzt werden, kommt es doch zu Verstopfungen der Kanäle oder zu Stockungen des Mate­rialflusses. Dies trifft selbst dann zu, wenn das Aus­gangsmaterial im Verhältnis zum Querschnitt des Zufuhr­kanals klein ist. Da der Pyrolyserückstand, der aus dem Pyrolysereaktor ausgetragen werden muß, neben dem Ab­fallrückstand noch feinkörniges Wirbelmedium, vorzugs­weise aus der Gruppe Sand, Aluminiumoxid, Koks, Ruß oder dergleichen sowie unverbrauchte Zuschlagstoffe enthält, kommt es leicht zu Verstopfungen oder Stockungen des Materialflusses im Abfuhrkanal.

[0004] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Brauchbarkeit des eingangs genannten Verfahrens zu ver­bessern und insbesondere einen sicheren, störungsfreien Materialfluß im Zufuhr- und Abfuhrkanal zu erreichen. Weiter ist es Aufgabe vorliegender Erfindung, einen Wir­belbett-Pyrolysereaktor zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, der einen einfachen, kostengünstigen Aufbau aufweist, und der den im Betrieb auftretenden Bela­stungen voll gewachsen ist.

[0005] Die Lösung dieser Aufgabe besteht bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß darin, daß die Beschickung mit Hilfe eines Zufuhrkanals mit glatter und den Fluß des Abfallmaterials fördernder Innenfläche erfolgt, und daß der Pyrolyserückstand im Abfuhrkanal zumindest im Bereich der Innenwand in einem den Abfluß des Pyrolyserückstandes unterstützendem Ausmaß durch das Einleiten eines gasförmigen Mediums aufgelokkert wird. Es wird also die Innenwand des Zufuhrkanals durch eine Gleitschicht oder durch entsprechende Bearbeitung möglichst glatt und gleitfreudig ausgebildet, so daß eine Wandreibung kaum vorhanden ist, welche den Fluß des Abfallmaterials bremsen oder behindern könnte. Für den Fluß des Abfallmaterials in dem ungefähr vertikal ver­laufenden Zufuhrkanal genügt daher das Eigengewicht die­ses Materials. Für den Abfluß des Pyrolyserückstands im ungefähr vertikalen Abfuhrkanal ist eine ebensolche Aus­bildung der Innenwand zwar vorteilhaft, doch führt diese Maßnahme nicht zu dem gewünschten Erfolg. Das ist darin begründet, daß sich der Pyrolyserückstand aus dem ei­gentlichen Abfallrückstand, restlichen Zuschlagstoffen und dem Wirbelbettmaterial, vorzugsweise Sand, zusammen­setzt und daher den Abflußkanal weitgehend lückenlos und stopfenartig ausfüllt. Es wird daher ein gasförmiges Medium vorzugsweise in dem Bereich der Innenwand des Ab­fuhrkanals eingeblasen. Hierdurch wird der wandnahe Be­reich des Pyrolyserückstands aufgelockert, so daß der sich im Kernbereich des Abflußkanals befindende Pyroly­serückstand durch Schwerkraft weitgehend frei und unge­bremst zum Austrag hin bewegt. Insgesamt gesehen wird durch die erfindungsgemäße Verknüpfung der beiden Maß­nahmen ein sicherer, zumindest weitgehend störunsfreier Betrieb des Wirbelbett-Pyrolysereaktors ermöglicht.

[0006] Obwohl es natürlich am günstigsten wäre, den Pyrolyse­rückstand über die gesamte Länge des Abflußkanals aufzu­lockern, genügt es in den meisten Fällen, wenn vorteil­haft der Pyrolyserükstand nur in der Nähe der Verbin­dung von Abfuhrkanal und Pyrolysereaktor aufgelockert wird. Hierbei ist es am besten, wenn der Pyrolyserück­stand periodisch und stoßweise aufgelockert wird. Als gasförmiges Medium für das Auflockern wird zweckmäßig das Wirbelgas eingesetzt, das für die Bildung des wir­belbettes im Pyrolysereaktor dient. Die Einleitungsge­schwindigkeit des gasförmigen Mediums in den Abfuhrkanal wird zweckmäßig so gewählt, daß eine Verwirbelung oder gar die Ausbildung eines Wirbelbettes im Abfuhrkanal vermieden ist, sondern lediglich eine Lockerung des Py­rolyserückstands erfolgt. Eine Verwirbelung wäre ungün­stig, sie würde in unerwünschter Weise den Abfuhrkanal zur thermischen Zersetzung des Abfallmaterials mit he­ranziehen und einen ungewollten Austritt von Wirbelgas und Pyrolysegas durch den Abflußkanal ermöglichen. Zudem wäre der Abfuhrkanal thermisch hoch belastet. Die Ein­leitungsgeschwindigkeit des gasförmigen Mediums in den Abfuhrkanal beträgt zweckmäßig 2 bis 6 m/s, vorzugsweise 3 bis 4 m/s. Hierdurch wird eine auseichende Lockerung des Pyrolyserückstandes erzielt. Eine Verwirbelung des Pyrolyserückstandes findet hierbei nicht statt, hierzu wären höhere Gasgeschwindigkeiten erforderlich. Zum Ver­gleich ist die Eintrittsgeschwindigkeit des Wirbelgases in den Pyrolysereaktor angegeben. Sie beträgt 8 bis 20 m/s, vorzugsweise 10 bis 15 m/s.

[0007] Ein besonders bevorzugter Wirbelbett-Pyrolysereaktor zur Durchführung des Verfahrens ist vorteilhaft dadurch ge­kennzeichnet, daß der Zufuhrkanal auf seiner Innenfläche mit einer Gleitschicht, vorzugsweise aus der Gruppe Te­trafluoräthylen, Polytetrafluoräthylen oder Emaille ver­sehen ist, oder daß der Zufuhrkanal eine Innenwand auf­weist, die durch Bearbeitung wie Schleifen und/oder Po­lieren geglättet ist, und daß der Abfuhrkanal mit Ein­laßöffnungen versehen ist, die an seinem Umfang verteilt angeordnet sind und die mit dem gasförmigen Medium be­aufschlagbar sind. Durch die Beschichtung der Innenflä­che des Zufuhrkanals mit einer Gleitschicht wird ein praktisch reibungsloser Fluß des Abfallmaterials er­reicht. Das gleiche Ergebnis wird auch dann erzielt, wenn die Wand des Zufuhrkanals durch Bearbeitung eine glatte, reibungsarme Oberfläche aufweist. Zweckmäßig wird für die Wand des Abfuhrkanals ein nichtrostender austenitischer Stahl benutzt, der 17 bis 19 % Chrom, 9 bis 11,5 Nickel und einen Titangehalt in % von ≧ 5 mal Kohlenstoffgehalt in Prozent enthält. Diese Angaben sind Gewichtsprozente. Ein Stahl dieser Art ist unter der DIN-Bezeichnung X10CrNiTI 18 9 handelsüblich. In USA ist ein solcher Stahl unter der Norm AISI mit der Be­zeichnung TP 321 versehen. Bezüglich des Abfuhrkanals sind vorteilhaft Einlaßdüsen oder Einlaßöffnungen vorge­sehen, die an seinem Umfang gleichmäßig verteilt und zweckmäßig in einer Ebene angeordnet sind. Diese Einlaß­düsen oder Einlaßöffnungen werden durch das gasförmige Medium beaufschlagt und lockern zumindest den randnahen Bereich des Pyrolyserückstands im Abfuhrkanal auf.

[0008] Es ist empfehlenswert, daß der Zufuhrkanal an seinem un­teren Ende an eine, vorzugsweise horizontal verlaufende und an den Innenraum des Pyrolysereaktors angeschlossene Förderschnecke mündet. Hierdurch sind Verstopfungen und/oder Stockungen im Bereich des Übergangs in den Py­rolysereaktor vermieden und die Zufuhr des Abfallmateri­als kann mit Hilfe der Förderschnecke leicht dosiert werden.

[0009] Um einen Gasaustritt aus dem Pyrolysereaktor zu vermei­den, empfiehlt es sich, daß der Zufuhrkanal an seinem oberen Endbereich eine Einlaufschleuse vorzugsweise in Form von zwei mit Abstand angeordneten Absperrorganen aufweist. Hierbei ist es besonders günstig, wenn auch für jenes Teilstück des Zufuhrkanals, das sich zwischen den beiden Absperrorganen befindet, eine Ausbildung ge­mäß Anspruch 5 gewählt wird, die eine glatte Innenwand aufweist. Es empfiehlt sich, zwei Zufuhrkanäle vorzuse­hen und diese diametral gegenüberliegend am Pyrolysere­aktor anzuordnen. Dies gestattet dem Pyrolysereaktor möglichst viel Abfallmaterial in der Zeiteinheit zuzu­führen. Da das Volumen der Pyrolyserückstände im Ver­ hältnis zum Ausgangsmaterial geringer ist, genügt es, den beiden Zufuhrkanälen lediglich einen einzigen Ab­fuhrkanal zuzuordnen.

[0010] Um das Abfallmaterial den beiden Zufuhrkanälen mit mög­lichst geringem Aufwand zuzuleiten ist es zweckmäßig, daß die Zufuhrkanäle an den oberen Enden mit Einlaß­trichtern versehen sind, daß über den Einlaßtrichtern jeweils ein Abwurfende eines ungefähr horizontal verlau­fenden Förderbandes vorgesehen ist, dessen Förderrich­tung zur wechselweisen Beschickung der beiden Zufuhrka­näle umkehrbar ist. Hierbei ist es vorteilhaft, daß das Förderband unter Zwischenschaltung einer Wiegevorrich­tung mit dem kleinstückigen Abfallmaterial beschickbar ist. So kann der Durchsatz an Abfallmaterial bestimmt werden. Pulverförmiges Zuschlagmaterial zur Schadstoff­bildung, vorzugsweise Schwefel- und/oder Chlorverbin­dung, sowie Wirbelmaterial, insbesondere Sand, wird in ausreichendem Maße direkt in den Pyrolysereaktor einge­geben.

[0011] Das untere Ende des Abfuhrkanals ist vorteilhaft an eine Abfuhrschnecke angeschlossen, deren Auslaß unter Zwi­schenschaltung einer Auslaßschleuse, vorzugsweise einer Zellenradschleuse, mit einer Siebmaschine verbunden ist, die das im Pyrolyserückstand mitgeführte Wirbelmaterial und gegebenenfalls Zuschlagrückstände abtrennt. Hier­durch wird das Wirbelmaterial zurückgewonnen und vor­teilhaft einem Silo zugeführt, von dem es dem Pyrolyse­reaktor wieder zugeleitet werden kann, während der Ab­fallrückstand einem Bunker zugeführt wird.

[0012] Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Siebmaschine gegenüber dem Außenraum gasdicht gekap­selt, so daß das vom Pyrolyserückstand mitgeführte Wir­ bel- und oder Pyrolysegas abgesaugt und abgeleitet wer­den kann. Hierdurch kann im Bereich der Siebmaschine keine Vermischung des Pyrolyse- und/oder Wirbelgases mit Luft entstehen, die Bildung von explosiblen Gemischen ist daher vermieden.

[0013] Zur Vereinfachung der Montage und Überwachung der Ein­laßdüsen empfiehlt es sich, die Einlaßöffnungen an einem Übergangsstück anzuordnen, das Bestandteil des Abfuhrka­nals ist und dessen oberes Ende mit dem Innenraum des Pyrolysereaktors verbunden ist. Hierbei ist es zweckmä­ßig daß mindestens acht Einlaßöffnungen verteilt am Um­fang des Abfuhrkanals, vorzugsweise in einer Ebene, an­geordnet sind.

[0014] Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den schematischen Zeichnungen hervor, die einen Wirbelbett-Pyrolysereaktor zeigen, der für die Durchführung des Verfahrens geeignet ist.

[0015] In den Zeichnungen zeigt:

Figur 1 einen vertikalen Zentralschnitt durch einen Wirbelbett-Pyrolysereaktor gemäß der Erfin­dung,

Figur 2 den Ausschnitt II der Figur 1 als Einzelheit und in größerer Schnittdarstellung,

Figur 3 den Gegenstand der Figur 2 als Ausführungsva­riante und

Figur 4 den Bereich III der Einlaßöffnungen gemäß Fi­gur 1 als Einzelheit und in größerer Darstel­lung.

[0016] Gemäß Figur 1 weist der stehende Wirbelbett-Pyrolysere­aktor 10 einen Innenraum 12 auf, dessen Querschnitt kreisförmig ist. Der obere Bereich des Innenraums 12 ist hierbei zylinderförmig ausgebildet, wogegen sich der un­tere Bereich 14 kegelförmig nach unten hin verjüngt und in einen Ausgangsstutzen 16 übergeht. Der untere Bereich 14 hat eine vertikale Höhe, die ungefähr 25 bis 40% der Gesamthöhe des Pyrolysereaktors beträgt.

[0017] Am Übergang vom unteren Bereich 14 zum zylindrischen oberen Bereich des Innenraums 12 mündet - in der Zeich­nung rechts des Pyrolysereaktors - der Ausgang einer er­sten Förderschnecke 18 in den Innenraum 12. Der Antrieb der Förderschnecke erfolgt hierbei durch den Motor 20. An den rechtwinklig nach oben zeigenden Eingang der er­sten Förderschnecke 18 ist der vertikal verlaufende er­ste Zufuhrkanal 2 angeschlossen, der sich im vorliegen­den Ausführungsbeispiel ungefähr bis zum oberen Ende des Pyrolysereaktors erstreckt. Dort ist an den ersten Zu­fuhrkanal 22 eine erste Einlaufschleuse 24 angeschlos­sen, die, ausgehend vom ersten Zufuhrkanal, ein erstes Absperrorgan 26, einen vertikal verlaufenden Teilkanal 28 sowie ein daran angeschlossenes zweites Absperrorgan 30 umfaßt. Dieses Absperrorgan weist noch einen nach oben zeigenden, offenen ersten Einlaßtrichter 32 auf. Die Zufuhrkanäle 22 und 42 haben kreisförmigen Quer­schnitt von gleicher Größe.

[0018] Spiegelbildlich zu einer Ebene, die durch die Vertika­lachse 34 des Pyrolysereaktors verläuft und senkrecht auf der Zeichenebene steht, sind eine zweite Förder­schnecke 38 mit zweitem Antriebsmotor 40, der zweite Zufuhrkanal 42 sowie eine zweite Einlaufschleuse 44 an­geordnet. Die zweite Einlaufschleuse weist hier ein drittes Absperrorgan 46 auf, der das obere Ende des zweiten Einlaßkanals 42 mit dem zweiten Teilkanal 44 verbindet. Am oberen Ende des zweiten Teilkanals ist das vierte Absperrorgan 50 vorgesehen, an den sich der nach oben offene, zweite Einlaßtrichter 52 anschließt. Der Aufbau dieser Anordnung links und rechts des Pyrolysere­aktors 10 ist also weitgehend identisch. Die Absperror­gane bestehen zweckmäßig aus Absperrschiebern, die je­weils durch einen Motor geöffnet und geschlossen werden. Der lichte Durchmesser der Zufuhrkanäle 22 und 42 be­trägt das 0,2 bis 0,35-fache, vorzugsweise das 0,25 bis 0,3-fache des lichten Durchmessers des Innenraums 12 des Pyrolysereaktors im zylindrischen Bereich. Die Längen der Zufuhrkanäle sind so gewählt, daß sie sich minde­stens bis zum oberen Ende des Pyrolysereaktors 10 er­strecken. Die Längen betragen meist das 6- bis 10-fache des lichten Durchmessers der Zufuhrkanäle. In manchen Fällen, wie Pyrolysereaktoren kleiner Leistung, ist zweckmäßig nur ein einziger Zufuhrkanal erforderlich. In anderen Fällen, wie Pyrolysereaktoren großer Leistung, sind vorteilhaft mehr als zwei Zufuhrkanäle vorzusehen.

[0019] Oberhalb der Einlaßtrichter 32, 52 ist ein horizontal verlaufendes Förderband 54 angeordnet, das sich vom ei­nen bis zum anderen Einlaßtrichter 32, 52 derart er­streckt, daß auf das Förderband aufgebrachtes Abfallma­terial bei Rechtsbewegung des Förderbandes in den ersten Einlaßtrichter 32, bei Linksbewegung dagegen in den zweiten Einlaßtrichter 52 abgeworfen wird. Um diese Links- und Rechtsbewegung des Förderbandes 54 zu bewir­ken, ist das Förderband mit einem reversierbaren Antrieb ausgerüstet, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Auf das Förderband 54 mündet der Auslaß eines Speise­trichters 56, der gleichzeitig als Waage ausgebildet ist, so daß das auf das Förderband gegebene Abfallmate­ rial abgewogen werden kann. Die Eingabestelle des Ab­fallmaterials in den Speisetrichter 56 ist durch einen Pfeil 58 angedeutet. Der Auslaß des Speisetrichters 56 ist mit einem Absperrschieber 57 versehen.

[0020] Der für die Ausbildung des Pyrolyse-Wirbelbettes erfor­derliche Wirbelsand ist in einem Wirbelsandbehälter 60 gelagert und wird durch eine Rohrleitung 61 direkt in den Innenraum 12 des Pyrolysereaktors geleitet. Ebenso sind die Zuschlagstoffe in Behältern gelagert und werden direkt in den Innenraum 12 eingeführt. In Figur 1 ist ein Behälter 63 für Zuschlagstoffe gezeigt, der mit der Rohrleitung 61 verbunden ist. Der Wirbelsand und die Zuschlagstoffe haben eine Korngröße von ungefähr 0,5mm.

[0021] In den kegelförmigen, unteren Bereich 14 des Pyrolysere­aktors münden Rohrleitungen 62, durch die, ggf. über Einlaßdüsen, das zur Ausbildung der Wirbelschicht im In­nenraum 12 erforderliche Wirbelgas zugeführt wird. Die­ses Wirbelgas besteht vorzugsweise aus Pyrolysegas.

[0022] An den Ausgangsstutzen 16 des Pyrolysereaktors ist ein vertikal verlaufendes Übergangsstück 64 angeschlossen, an das sich ein weiter nach unten führendes Kanalstück 66 anschließt. Die Anschlüsse erfolgen jeweils durch Flansche 65 (Fig. 4). Das Übergangsstück 64 und das Ka­nalstück 66 bilden gemeinsam den vertikalen Abfuhrkanal 68, der unten an den Einlaß eines horizontal verlaufen­den Abfuhr-Schneckenförderers 70 mit Antriebsmotor 72 angeschlossen ist. Der Ausgang des Schneckenförderers 70 ist durch einen vertikal verlaufenden Kanal 74 unter Zwischenschaltung einer Auslaßschleuse 76, zweckmäßig in Form einer Zellenradschleuse mit einer Siebvorrichtung 78 verbunden. Diese trennt den Pyrolyserückstand in den eigentlichen pyrolysierten Abfallrückstand und den mit­ geführten Wirbelsand samt unverbrauchten Zuschlagstof­fen, die durch die Leitung 80 abgezogen und dem Wirbel­sandbehälter 60 bzw. Behälter 63 zugeführt werden. Der eigentliche stückige Pyrolyserückstand wird durch die Leitung 82 abgezogen. Der durch die Leitung 80 abgeführ­te Wirbelsand enthält noch Restbestandteile des Zu­schlagstoffes, der zur Schwefel- oder Chlorbindung in den Pyrolysereaktor gegeben wurde.

[0023] Das Übergangsstück 64 und das Kanalstück 66 haben kreis­förmigen Querschnitt mit gleichem lichten Durchmesser. Der lichte Durchmesser von Übergangsstück 64 und Kanal­stück 66 beträgt jeweils ungefähr das 0,2 bis 0,5-fache, vorzugsweise das 0,3 bis 0,4-fache des lichten Durchmes­sers des Innenraums 12 des Pyrolysereaktors im zylindri­schen Bereich. Die Länge des Übergangsstückes 64 beträgt ungefähr höchstens das 1-fache, die Länge des Kanalstüc­kes 66 höchstens ungefähr das 1,5-fache des lichten Durchmessers des Übergangsstückes 64 bzw. des Kanalstüc­kes 66. Zweckmäßig werden das Übergangsstück 64 und das Kanalstück 66 möglichst kurz ausgeführt.

[0024] In Figur 2 ist der Ausschnitt II der Figur 1 als Einzel­heit, vergrößert und im Vertikalschnitt dargestellt. Man erkennt den ersten Zufuhrkanal 22, dessen Innenwand mit einer Gleitschicht 84 versehen ist. Der Zufuhrkanal hat, wie übrigens alle hier beschriebenen Kanäle, kreisförmi­gen Querschnitt, er wird also von einem Rohr begrenzt. Wie aus Figur 2 ersichtlich, ist die Gleitschicht 84 auf der Innenwand des Rohres 86 aufgebracht. Ihre Dicke be­trägt ungefähr 0,5 bis 1mm. Das Material dieser Gleit­schicht besteht aus Tetrafluoräthylen, Polytetrafluorät­hylen oder einem glasartigen Überzug wie Emaille, wobei eine Temperaturebeständigkeit bis ungefähr 200° C gefor­dert ist. Diese Gleitschicht vermindert die innere Rohr­ reibung derart, daß das durch den Zufuhrkanal 22 flie­ßende Abfallmaterial ohne Stockung zur ersten Förder­schnecke 18 hin fließt. Stößt das Aufbringen einer Gleitschicht auf Schwierigkeiten und/oder sind die vor­gesehenen Gleitschichten nicht ausreichend temperaturbe­ständig, so ist gemäß einer Ausführungsvariante nach Fi­gur 3 das den Abfuhrkanal 22 begrenzende Rohr 88 innen durch Bearbeitung, zweckmäßig durch Schleifen und/oder Polieren vollständig glatt und gleitfreudig ausbildet. Besonders glatte Oberflächen bei gleichzeitiger Tempera­turbeständigkeit ergeben sich dann, wenn das Rohr 88 aus einem Stahlt besteht, dessen Zusammensetzung weiter oben genannt wurde. Der zweite Zufuhrkanal 42 ist bezüglich seiner Innenwand genauso ausgebildet wie der eben be­sprochene erste Zufuhrkanal 22.

[0025] Das Übergangsstück 64 des Abfuhrkanals 68 ist in Figur 4 vergrößert und als Einzelheit im Vertikalschnitt darge­stellt. In den Innenraum 90 des Übergangsstückes 64 mün­den Zufuhrleitungen 92. Es sind vorzugsweise acht Stück solcher Zufuhrleitungen vorgesehen, die gleichmäßig ver­teilt am Umfang angeordnet sind und vorzugsweise in ei­ner Ebene verlaufen. Die lichte Weite der Zufuhrleitun­gen 92 ist gering im Verhältnis zum Querschnitt des In­nenraums 90. Der lichte Durchmesser der Zufuhrleitungen 92 beträgt jeweils das 0,01 bis 0,10-fache, vorzugsweise das 0.02 bis 0,07-fache des lichten Durchmessers des Innenraums 90. Die Einlaßöffnungen 93 der Zufuhrleitun­gen 92 sind im Innenraum 90 durch schräg von oben nach unten verlaufende Abschirmungen 94 in Form von Blechen abgedeckt, so daß zwar gasförmiges Medium aus den Zu­fuhrleitungen 92 in den Innenraum 90 überströmen kann, ein Eindringen von Pyrolyserückstand in die Zufuhrlei­tungen 92, wie aus Figur 4 deutlich ersichtlich, verhin­dert oder doch zumindest weitgehend verhindert ist. Die Abschirmungen 94 sollen möglichst wenig in den Innenraum 90 ragen. Die Zufuhrleitungen 92 verlaufen zumindest an ihrem Endbereich mit Steigung nach oben und münden in eine Ringleitung 96, die das Übergangsstück umgibt. An die Ringleitung 96 ist eine Rohrleitung 98 angeschlos­sen, durch die das für die Auflockerung des Pyrolyse­rückstands vorgesehene gasförmige Medium zugeführt wird. Dies besteht zweckmäßig aus Pyrolysegas. Das Übergangs­stück 64 ist durch Flansche 65 an den Pyrolysereaktor sowie an das Kanalstück 66 angeschlossen.

[0026] Die Einlaßöffnungen 93 haben vom oberen Ende des Über­gangsstückes 64 einen Abstand, der vorzugsweise ungefähr gleich ist dem 0,4 bis 0,8-fachen des lichten Durchmes­sers des Übergangsstückes 64. Manchmal ist es zweckmä­ßig, im Kanalstück 66 zusätzlich weitere Einlaßöffnungen anzuordnen. Diese weiteren Einlaßöffnungen arbeiten dann auf die gleiche Weise wie die Einlaßöffnungen 93. Der Abstand der weiteren Einlaßöffnungen vom oberen Ende des Kanalstückes 66 beträgt ungefähr das 0,4 bis 0,8-fache des lichten Durchmessers des Kanalstückes 66.

[0027] An sämtlichen Einlaßöffnungen 93 der Zufuhrleitungen 92 sind gemäß einer vorteilhaften Alternative Düsen 97 angeordnet, durch die das gasförmige Medium dem Innen­raum 90 zugeführt wird. Weisen diese Düsen eine Ausblas­richtung um mindestens 5 bis 10° zur Horizontalen nach unten auf, so können die Abschirmungen 94 entfallen, da in diesem Fall das Eindringen von Pyrolyserückstand in die Düsen unwahrscheinlich ist. Die Düsen sollen hierbei nicht in den Innenraum 90 hineinragen, damit die Abfuhr des Materials nicht gestört wird. In Fig. 4 ist in eine Einlaßöffnung eine Düse 97 eingezeichnet.

[0028] Während des Betriebs wird durch den Speisetrichter 56 eine abgewogene Menge des Abfallmaterials auf das För­ derband 54 aufgebracht. Eine der Menge des Abfallmateri­als entsprechende Menge Wirbelsand wird aus dem Wirbel­sandbehälter 60 entnommen und durch die Rohrleitung 61 direkt in den Pyrolysereaktor eingeführt. Ebenso wird der Zuschlagstoff, insbesondere pulverförmiges Calcium­oxid, aus dem Behälter 63 dem Pyrolysereaktor direkt zugeleitet. Nach dem Schließen des ersten Absperrorgans 26 und dem Öffnen des zweiten Absperrorgans 30 wird das Förderband 54 mit Rechtsbewegung in Gang gesetzt, so daß die Materialien vom Förderband in den ersten Einlaß­trichter 32 abgeworfen und sich im ersten Teilkanal 24 sammeln. Sobald dieser Kanal gefüllt ist, wird das För­derband stillgesetzt, das zweite Absperrorgan 30 ge­schlossen und das erste Absperrorgan 26 geöffnet, so daß das Material durch den ersten Zufuhrkanal 22 zur ersten Förderschnecke 18 gleitet. Durch die innere glatte Aus­kleidung oder durch die glatte Bearbeitung des ersten Zufuhrkanal erfolgt der Fluß des Materials ohne Stockun­gen und Verstopfungen von der ersten Schleuseneinrich­tung 24 zur ersten Förderschnecke 18. Da der Motor 20 in Betrieb ist, fördert die erste Zufuhrschnecke 18 das zugeführte Material in den Innenraum 12 des Pyrolysere­aktors. Im Innenraum 12 ist ein Sand-Wirbelbett mit Hil­fe eines durch die Rohrleitungen 62 zugeführten Wirbel­gases ausgebildet. Das Wirbelgas besteht hierbei vor­zugsweise aus gereinigtem und von Öl befreitem Pyrolyse­gas. Um die für eine Pyrolyse erforderliche Temperatur von 400 bis ungefähr 800° C zu erreichen, wird das zuge­führte Wirbelgas auf entsprechend hohe Temperaturen er­hitzt.

[0029] Nach dem Einbringen des in der ersten Schleuseneinrich­tung 24 vorhandenen Ausgangsmaterials wird das erste Ab­sperrorgan 26 wieder geschlossen und das zweite Absperr­organ 30 geöffnet, so daß das Spiel von Neuem beginnen kann. Vorteilhafter ist es jedoch, den ersten und zwei­ten Zufuhrkanal 22 bzw. 42 abwechselnd für die Einspei­sung des Abfallmaterials in den Pyrolysereaktor 10 zu benutzen. Hierzu wird das Förderband 54 abwechselnd mit einer Förderrichtung nach links und rechts durch den re­versierbaren Antriebsmotor in Betrieb genommen. Die Ein­speisung durch den ersten oder zweiten Zufuhrkanal 22, 42 erfolgt dann jeweils in der vorbeschriebenen Weise mit Hilfe der ersten bzw. zweiten Schleuseneinrichtung 24 bzw. 44.

[0030] Der Pyrolyserückstand tritt aus dem Innenraum 12 durch den Ausgangsstutzen 16 in den Abfuhrkanal 68 ein und gelangt zum Abfuhr-Schneckenförderer 70, der mit Hilfe des Antriebsmotors 72 den Pyrolyserückstand in den Kanal 74 fördert. Die im Kanal 76 eingebaute Auslaßschleuse 76 läßt zwar feste Stoffe ungehindert durchtreten, wirkt aber einem Gasübertritt in die Siebvorrichtung 78 entge­gen. In der Siebvorrichtung 78 wird der mitgeführte Wir­belsand einschließlich der noch vorhandenen pulverförmi­gen Zuschlagstoffe vom eigentlichen stückigen Pyrolyse­rückstand getrennt und durch die Leitung 80 dem Wirbel­sandbehälter 60 zugeführt. Der stückige Pyrolyserück­stand wird durch die Leitung 82 abgezogen.

[0031] Um Verstopfungen und Materialstockungen in der Abfuhr­leitung 68 zu vermeiden, wird durch die Zufuhrleitungen 92 ein gasförmiges Medium in den Innenraum 90 einge­bracht, wo es unter Auflockerung des Pyrolyserückstands nach oben zum Innenraum 2 des Pyrolysereaktors strömt. Hierbei verhindern die Abschirmungen 94 ein Eindringen von Pyrolyserückstand in die Zufuhrleitungen 92. Die Zu­fuhrgeschwindigkeit des gasförmigen Mediums ist hierbei so gewählt, daß der Pyrolyserückstand lediglich aufge­lockert wird, eine Verwirbelung wie im Pyrolysereaktor jedoch vermieden wird. Die genaue Größe dieser Zufuhrge­schwindigkeit hängt von der Packungsdichte des Pyrolyse­rückstands ab und ist durch einen Versuch leicht zu be­stimmen. Als gasförmiges Medium, das durch die Rohrlei­tung 98 und die Ringleitung 96 den Zufuhrleitungen 92 zuströmt, dient vorzugsweise gereinigtes und vom Öl be­freites Pyrolysegas, das einer Kühl- und Reinigungsstufe entnommen wird. Die in der Zeichnung nicht dargestellte Reinigungsstufe wird durch die Gasleitung 100, die im oberen Bereich an den Innenraum 12 des Pyrolysereaktors angeschlossen ist, mit dem bei der Pyrolyse entstandenem Rohgas versorgt. Sind Einlaßöffnungen in mehreren Ebenen übereinander angeordnet, so wird das gasförmige Medium den Einlaßöffnungen sämtlicher Ebenen zugeführt.

[0032] Unter kleinstückigem Abfallmaterial im Sinne vorliegen­der Erfindung wird ein Material mit einer Stückgröße von maximal 15 cm, vorzugsweise 8 cm verstanden. Als Stand der Technik diente die DE-OS 35 23 653.

Ansprüche

1. Verfahren zum thermischen Zersetzen von Kohlen­wasserstoffe enthaltendem Abfallmaterial, insbesondere Kunststoff- oder Gummiabfälle enthaltendem Abfallmateri­al in einem Wirbelbett-Pyrolysereaktor, wobei der Pyro­lysereaktor (10) unter Verwendung mindestens eines von oben nach unten verlaufenden Zufuhrkanals (22, 42) mit dem Abfallmaterial beschickt wird, und der Pyrolyserück­stand unter Verwendung mindestens eines von oben nach unten verlaufenden Abfuhrkanals (68) aus dem Pyrolysere­aktor (10) entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickung mit Hilfe eines Zufuhrkanals (22, 42) mit glatter und den Fluß des Ausgangsmaterials fördern­der Innenfläche erfolgt, und daß der Pyrolyserückstand im Abfuhrkanal (68) zumindet im Bereich der Innenwand in einem den Abfluß des Pyrolyserückstands unterstützen­den Ausmaß durch das Einleiten eines gasförmigen Mediums aufgelockert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­net, daß der Pyrolyserückstand in der Nähe der Verbin­dung von Abfuhrkanal (68) und Pyrolysereaktor (10) auf­gelockert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­kennzeichnet, daß der Pyrolyserückstand periodisch auf­gelockert wird, vorzugsweise in Zeitabständen von 10 bis 30 Sekunden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­durch gekennzeichnet, daß der Pyrolyserückstand über den gesamten Querschnitt des Abfuhrkanals (68) aufgelockert wird.

5. Wirbelbett-Pyrolysereaktor zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit min­destens einem von oben nach unten verlaufenden und an seinen Innenraum (12) angeschlossenen Zufuhrkanal (22, 42) und mindestens einem von oben nach unten verlaufen­den Abfuhrkanal (68), der mit dem unteren Endbereich (14) des Innenraums (12) verbunden ist, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Zufuhrkanal (22, 42) auf seiner Innen­fläche mit einer Gleitschicht (84), vorzugsweise aus der Gruppe Tetrafluoräthylen, Polytetrafluoräthylen oder Emaille, versehen ist, oder daß der Zufuhrkanal (68) ei­ne Innenwand aufweist, die vorzugsweise durch Bearbei­tung wie Schleifen und/oder Polieren geglättet ist, und daß der Abfuhrkanal (68) mit Einlaßöffnungen (93) verse­hen ist, die an seinem Umfang verteilt angeordnet sind und die für die Zufuhr des gasförmigen Mediums vorgese­hen sind.

6. Pyrolysereaktor nach Anspruch 5, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Zufuhrkanal (22,42) an seinem unteren Ende an einen vorzugsweise ungefähr horizontal verlaufen­de und in den Innenraum (12) des Pyrolysereaktors ange­schlossene Förderschnecke (18) mündet.

7. Pyrolysereaktor nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zufuhrkanal (22, 42) an seinem oberen Endbereich eine Einlaufschleuse (24, 44) in Form von zwei mit Abstand vertikal übereinander angeordneten Absperrorgane (26, 30) bzw. (46,50) aufweist.

8. Pyrolysereaktor nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige Medium im wesentlichen aus bei der Pyrolyse gewonnenem Pyrolysegas besteht.

9. Pyrolysereaktor nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Zufuhrkanäle (22, 42) vorgesehen und seitlich des Pyrolysereaktors unge­fähr diametral gegenüberliegend angeordnet sind.

10. Pyrolysereaktor nach Ansprüche 9, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Zufuhrkanäle (22, 42) an den obe­ren Enden mit Einlaßtrichtern (32, 52) versehen sind, daß über den Einlaßtrichtern jeweils der Abwurfbereich eines ungefähr horizontal verlaufenden Förderbandes (54) vorgesehen ist, dessen Förderrichtung zur wechselweisen Beschickung der beiden Zufuhrkanäle (22, 42) umkehrbar ist.

11. Pyrolysereaktor nach Ansprüche 10, dadurch ge­kennzeichnet, daß das Förderband (54) unter Zwischen­schaltung einer Wiegevorrichtung mit dem kleinstückigen Abfallmaterial beschickbar ist.

12. Pyrolysereaktor nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des Ab­fuhrkanals (68) an einen Abfuhr-Schneckenförderer (70) angeschlossen ist, dessen Auslaß unter Zwischenschaltung einer Auslaßschleuse (76), vorzugsweise einer Zellenrad­schleuse, mit einer Siebmaschine (78) verbunden ist, die das im Pyrolyserückstand mitgeführte Wirbelmedium, vor­zugsweise Sand sowie Rückstände der Zuschlagstoffe, ab­trennt.

13. Pyrolysereaktor nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnungen (93) an einem Übergangsstück (64) angeordnet sind, das Be­standteil des Abfuhrkanals (68) ist, und dessen oberes Ende an den Innenraum (12) des Pyrolysereaktors ange­schlossen ist.

14. Pyrolysereaktor nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens sechs, insbe­sondere mindestens acht Einlaßöffnungen (93) verteilt am Umfang des Abfuhrkanals (68), vorzugsweise in einer Ebe­ne, angeordnet sind.

15. Pyrolysereaktor nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnungen (93) mit Düsen (97) versehen sind.

Zeichnung